疫苗生產用凍干機的選擇考慮因素

冷凍干燥機(凍干機)由制冷系統、真空系統、加熱系統、電器儀表控制系統所組成。主要部件為干燥箱、凝結器、冷凍機組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。冷凍干燥簡稱凍干，就是將含水物質，先凍結成固態，而后使其中的水分從固態升華成氣態，以除去水分而保存物質的方法。凍干機起源于19世紀20年代的真空冷凍干燥技術經歷了幾十年的起伏和徘徊后，在20年中取得了長足進展。進入21世紀，真空凍干技術憑借其它干燥方法*的優點，越來越受到人們的青睞，除了在醫藥、生物制品、食品、血液制品、活性物質領域得到廣泛應用外，其應用規模和領域還在不斷擴大中。為此，真空冷凍干燥必將成為21世紀的重要應用技術。 

    疫苗，是指為了預防、控制傳染病的發生、流行，用于人體接種的預防性生物制品。它的發現可謂是人類發展*一件具有里程碑意義的事件，如今，接種疫苗已經成為行之有效的控制傳染性疾病的措施。在疫苗的生產過程中，凍干工藝已經得到越來越廣泛的應用，這是因為相對于傳統方法，凍干可以更好的避免因蛋白質變性而破壞微生物的免疫原性。因此，選擇一臺性能的凍干機是保證疫苗質量的重要前提。疫苗生產用凍干機的選擇主要考慮以下幾個因素：

1、凍干機容量的確定

    凍干機根據生產規模或實驗需求一般可分為實驗系列（冷凝器容量小于10L，板層面積小于0.5m2）、中式及小規模生產系列（冷凝器容量10-40L，板層面積0.5-2m2）和工業生產系列（冷凝器容量40-1600L，板層面積2-80m2）。用戶可根據自己的產量，通過計算來確定需用多大容量的凍干機。如每批需要凍干20L 液體量的產品，凍干機冷凝器容量則不小于20L。凍干機板層面積的計算則與產品的裝載方法有關。如采用淺盤凍干，凍干面積（m2）=總物料體積（m3）/灌裝高度（m）；如采用西林瓶凍干，凍干面積（m2）=總物料體積（m3）/每個西林瓶灌裝體積（m3）×每個西林瓶的底面積（m2）。除了考慮冷凝器容量和板層面積，還需考慮板層之間的間距，如果需要在不同時間使用不同高度的容器進行凍干則需要選擇板層調節附件實現板層間距的變化。

2、溫度和真空度的要求

    凍干機板層的制冷溫度范圍根據制冷方式不同，分別可達到-45℃左右或-70℃左右，冷凝器溫度則可達到-53℃或-85℃左右，適用于大部分醫藥產品或特殊產品的凍干。溫度范圍的選擇是根據凍干產品的共晶點決定的，共晶點低的產品要求板層的制冷溫度低，冷凝器的溫度也相應低一些。板層的加熱溫度一般可達70℃左右，實際操作中要根據產品的熱敏性通過實驗來確定，如生物樣品控制在20℃左右。板層溫度的均勻性對產品質量的均一性有很大的影響，溫度均勻性越好，產品質量的均一性就越好。性能的凍干機均采用板層硅油流體循環作為熱傳輸方式，因為這種空心夾層結構內部的流體通道可更好的實現致冷和加熱循環，保證板層溫度的均一性。

    凍干機的真空度與溫度是一對需要平衡的參數。過去的觀點認為真空度越高越好，但真空度過高不利于熱傳導的發生，凍干速度反而下降。因此，真空度的設定要根據樣品特性進行。但無論如何，凍干機采用的真空泵應達到一定的空載抽空速度，較好性能的真空泵使樣品倉真空度降到100mT 以下不超過20min。

3、關鍵制造工藝和零部件

3.1 板層的設計制造

    *板層制造方法是上下兩塊金屬板不打孔，使用特殊的內焊設備制造而成，從根本上消除了滲漏的發生。相比于傳統的打孔焊接工藝，新式方法延長了板層的使用壽命。

3.2 冷凝器致冷表面的設計制造

    冷凝器致冷表面主要是兩種形式，一種是光面式冷凝器，另一種是盤管式冷凝器。比較這兩種形式，盤管式要優于光面式。這是因為隨著凍干的進行，盤管式冷凝器結霜表面積會越來越大，這無疑增加了冷凝器的效能。

4、制冷劑類型的選擇

    傳統制冷劑對大氣臭氧層有嚴重的破壞作用，*凍干機在設計過程中一定會考慮到這個環保問題，考慮到凍干機的長期使用，建議選擇采用不含CFC 的環保型冷媒作為制冷劑的凍干機。

5、凍干機的自動控制系統

    凍干機自動控制應該包括二個部分，一是凍干機的各設備按凍干工藝要求在規定的時間自動運行開關，二是凍干箱板層溫度按凍干曲線要求自動跟蹤。整個過程自動運行，但需要時候也能實現手動模式。目前凍干機的自動控制系統均采用專門的計算機，操作、編程方便，顯示的語言是凍干術語，能夠儲存凍干程序，還可將數據打印成圖表或數字的格式。